发电厂电气部分课件

⒉灵活性
(运行方式) ⑴操作的方便性。 ⑵调度的方便性。 (改变运行方式，故障时尽快切除故障) ⑶扩建的方便性。 (初期接线，最终接线)
⒊经济性
⑴节约一次投资。 ⑵占地面积小。 ⑶电能损耗少。
二、电气主接线的设计程序
可行性研究阶段、初步设计阶段、技术 设计阶段、施工设计阶段等四个阶段。 ⒈对原始资料分析 ⑴工程情况 • 发电厂、变电站的类型 • 单机容量及台数 • 最大负荷利用小时数及可能的运行方式
补充：负荷的分类
负荷的分类及对供电电源的要求： 根据用电设备在生产中的作用，以及供电中断对人身和设备安 全的影响，电力负荷通常分为三类： ① Ⅰ类负荷：指突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起对周 围环境严重污染，造成经济上巨大损失；以及突然中断供电将 会造成社会秩序严重混乱或政治上的严重影响的用电负荷。必 须有两个独立的电源供电，而且当任何一个电源失去时，能保 证对全部一类负荷的持续供电。 （自动切换） ② Ⅱ类负荷：指突然中断供电将会造成较大的经济损失；以及 突然中断供电将会造成社会秩序混乱或政治上的较大影响的用 电负荷。应有双回路电源供电，而且当任何一个电源失去时， 能保证对大部分二类负荷的供电。（手动切换） ③ Ⅲ类负荷：指不属于一类负荷和二类负荷的其他负荷，对此 类负荷，突然中断供电所造成损失不大或不会造成直接损失。 只需一个电源供电，因为允许长时间停电。
分段断路器兼作旁路断路器
a.正常工作时，WP不带电，QFd、QS1、QS2闭合， QS3、QS4、QSd断开以单母线分段方式运行。
若QSd闭合，两组母线并列运行，为单母线 方式运行。
b.操作步骤：检修WL1(或WL2)出线上断路器，要 求WP接至WI段母线。 ①合QSd ②断开QFd，QS2 ③ 合上QS4，再合QFd对旁路母线WP充电，检查 母线WP是否完好； 一充 ④当两组母线等电位时，合上旁路隔离开关 QSP； 二合 ⑤断开线路断路器；三断 ⑥拉开两侧隔离开关，线路检修退出。四拉
检修前 ①先合上母联断路器两侧隔离开关，再合上母联断路 器QFC，对母线W2充电，检查母线W2是否完好； 一充 ②当两组母线等电位时，原先QS1，QS3是闭合的。 合上QS2，QS4，接通备用母线 W2；拉开QS1， QS3，断开工作母线W1；二合 ③断开母联断路器 QFC；三断 ④拉开QFC两侧隔离开关，原工作母线W1退出运行进 行检修。四拉
适用范围： 6～10kV 当短路电流较大，出线带电抗器时； 35～63kV L≥8回时，或连接电源较大，负荷 较多时； 110～220kV L ≥ 5回。
⒉双母线分段接线
在6～10kV 配电装置中，当进出线回路数甚多，双 母线需要分段，减小母线故障停电范围。 35kV以 上很少采用。
三、 带旁路母线的单母线和双母线 接线 Double bus connection with bypass
⒋绘制电气接线图。
按工程要求，绘制工程图，图中采用新国 标图形符号和文字代号，并将所有设备的 型号、主要参数、母线及电缆截面等标注 在图上。
⒌编制工程概算
主要设备材料费、安装工程费、其他费用。
第二节 主接线的基本接线形式
所谓电气主接线的基本形式是指典型的、常 用的连接形式。不同的电压等级，主接线的形 式会不一样。
单母线接线图
⒉单母线分段接线
单母线分段接线是采用断路器将母线分段，通常是 分成两段。
⑴接线图
分段断路器 Section breaker
单母线接线图
⑵优缺点： a.优点：当一段母线发生故障，分段断路器
自动将故障段切除，保证正常段母线不间断 供电和不致使重要用户停电。
b.缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或
优点：增强了供电可靠性和灵活性。 缺点：投资有所增加，操作更为复杂。
双母线带旁路
为了节省断路器及配电装置间隔，可以用母联 兼作旁路或旁路兼作母联。
A.旁路兼作母联
WP QS3 QFP QS4 QS1
⑵电力系统情况
电力系统近期及远景发展规划（5～10年） •发电厂或变电所在电力系统中的位置（地 理位置和容量位置）和作用，本期工程和 远景与电力系统的连接方式 •各级电压中性点接地方式
⑶负荷情况
包括负荷的性质及其地理位置、输电电 压等级、出线回路数及输送容量等。
L L0 e
L0为初期负荷 x为年数
•主接线常画成单线图的形式。(即以一 条线代表三相电路)
第一节 电气主接线的基本要求 和程序设计
一、电气主接线设计的基本要求
概括性地说应包括可靠性、灵活性和经济性三方面。
⒈可靠性
首要任务、最基本的要求 (从停电的危害来考虑) 可靠性衡量应从以下及各方面考虑： ⑴发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用。 ⑵负荷性质和类别。 ⑶设备的制造水平。 ⑷长期运行实践经验。
方法：“一充二合三断四拉” b.操作步骤：检修WL1上断路器QF3 时 ①QSPP和QSPI处于合闸状态，合上QFP， 对旁路母线WP充电，检查母线WP是否完好； 一充 ②当两组母线等电位时，合上QSP；二合 ③断开QF3；三断 ④拉开QS32和QS31。四拉
一充
操作步骤
二合
操作步骤
QF3退出检修
检修，该段母线的回路都要在检修期间内停 电。扩建时需向两个方向均衡扩建。
单母线分段接线图
⑶适用范围： 广泛用于中、 小容量发电厂和变电所的 6~10kV接线中。对于重要负荷，必须采用两 条出线供电，分别接在不同分段上。 6～10kV 出线回路数L≥6回； 35～63kV L为4~8回； 110～220kV L为3~4回。 注：一般以2~3段为宜。
①合 QSd
操作步骤
②断开 QFd， QS2
操作步骤
③ 合上 QS4 ，再合 QFd
操作步骤
④合上旁路隔离开关
操作步骤
⑤断开线路断路器；三断 ⑥拉开两侧隔离开关，线路检修退出。四拉
操作步骤
旁路断路器兼作分段断路器的接线
(a)设专用旁路断路器； (b)旁路断路器兼作母联断路器； (c)母联断路器兼作旁路断路器
单母线分段接线图
二、双母线接线及双母线分段接线 ⒈双母线接线 (double bus connection) ⑴接线图
母联断路器
Bus tie circuit breaker
⑵优点：a. 供电可靠：接线简单，操作方便， 设备少，经济性好，便于扩建。检修任一母 线时，不会停电，对用户连续供电。
操作步骤： 检修工作母线，把全部电源和线路 倒换到备用母线上。 方法：“一充二合三断四拉”
⒉拟定的主接线方案 • 进行技术、经济比较，选出最好的方案。 • 满足系统和用户对供电可靠性的要求，最 后确定何种方案，要通过经济比较，选用 年运行费用最小的作为最终方案，当然， 还要兼顾到今后的扩容和发展。
⒊短路电流计算和主要电器选择
对选定的电气主接线进行短路电流计算， 并选择合理的电气设备。
主接线的基本形式按有无汇流母线分为 两大类：
有汇流母线的基本接线形式 无汇流母线的基本接线形式
为什么要按有无汇流母线来划分？ 主接线的环节有三个： 电源（或进线）环节（通常指发电机或变压器） 母线环节 出线（或馈线）环节。
为什么要按有无汇流母线来划分？ 有汇流母线：为便于电能的汇集和分配，在进出线 数较多时（一般超过四回），采用母线作为中间环 节，可使接线简单清晰，运行方便，有利于安装和 扩建。 相应的缺点是：开关设备QF、QS增多，配对装置占 地面积增大。 无汇流母线的接线使用电气设备较少，配电装置占 地面积较小，通常用于进出线回路少，不再扩建和 发展的发电厂或变电站。
为了保证采用单母线分段或双母线的配电 装置，在进出线断路器检修时，不中断对 用户的供电，可增设旁路母线或旁路隔离 开关。
⒈单母线分段带旁路母线的接线 ⑴接线图
a.正常工作时， QFP和各出线 上旁路隔离开 关QSP是断开 的，旁路母线 WP不带电。 QSPP和QSPI （或QSPII ）合 闸状态，处于 随时待命“热 备用”状态。
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操作步骤
⑵优缺点： a.优点：可以提高运行灵活性，可靠性。 b.缺点：投资较大，操作较为复杂。 ⑶适用范围：
35kV 出线回路数L>8回； 110V L>6回； 220kV L>4 回。
加装旁路母线
分段断路器兼作旁路断路器：对于单母线分 段接线，可采用分段断路器兼作旁路断路器 的常用接线方案。两段母线均可带旁路，正 常时旁路母线不带电。
对每一种基本接线形式，要求掌握：

接线图：进出线环节如何与母线连接；开关设备
如何连接

可能存在的运行方式和运行特点 优缺点：可靠性高或可靠性低及其具体体现 适用场合：适用的电压等级；适用的出线回数等
有汇流母线的基本接线形式
有汇流母线的接线形式可分为两大类： 1. 单母线 ( 一) 单母线 2. 单母线分段 3. 单母线（分段）带旁路
单母线接线图
⑵优缺点： a.优点：接线简单，操作方便，设备少，经济 性好，便于扩建。 b.缺点：可靠性低，灵活性差，调度不方便。
⑶适用范围： 一般只在变电所建设初期无重要用户或出线回 路数不多的单电源小容量的厂（所）中采用。
6～10kV 出线回路数L≤5回； 35～63kV L≤ 3回； 110～220kV L≤ 2回。
WL：线路（出线） QS1：电源隔离开关 QS21：母线隔离开关 QS22：线路隔离开关 QF1：电源断路器 QF2：出线断路器 W：母线 QE：接地开关
a.供电电源：在发电厂是发电机或变压器， 在变电所是变压器或高压进线回路。 b.并列工作：任意出线(WL1~WL4)都可以 从电源S1,S2获得电能。每条回路都装有断 路器和隔离开关。 隔离开关与断路器的主要区别何在？
mx
m为年负荷增长率
⑷环境条件
包括当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风 向、水文、地质、海拔高度、及地震等因 素，对电气主接线中电气设备的选择和配 电装置的实施均有影响。对此，应予以重 视。对重型设备的运输条件亦充分考虑。
⑸设备供货情况
这往往是设计能否成立的重要前提，为 使所设计的电气主接线具有可行性，必 须对各主要电气设备的性能、制造能力 和供货情况、价格等资料汇集并分析比 较。
第四章
第一节 程序 第二节 第三节 第四节 第五节

电气主接线及设计
电气主接线的基本要求和设计 主接线的基本接线形式 主变压器的选择 限制短路电流的方法 电气主接线设计举例
第四章 电气主接线及设计
•电气主接线：由电气设备通过连接线， 按其功能要求组成接受和分配电能的电 路，成为传输强电流 、高电压的网络， 又称一次接线或电气主系统。
QF：接通或切断电路，有灭弧装置 QS：形成断口，保护与带电部分隔离，没有 灭弧装置
单母线接线图
那么对隔离开关与断路器的操作应遵循哪 些重要原则？
•隔离开关操作“先合后拉”原则。
怎样防止误操作？
•严格按照操作规程 实行操作票制度 •加装 电磁闭锁 机械闭锁 电脑钥匙
c.操作步骤：
•对WL2送电时：先合QS21，再合QS22，再投入 QF2。 •对WL2停电时：先断QF2 ，再拉QS22和QS21。
检修前
操作步骤
一充
操作步骤
二合
操作步骤
操作步骤
三断四拉
进行检修
操作步骤
b.调度灵活：灵活地适应电力系统中各种运行 方式调度和潮流变化的需要。
①当母联断路 器断开，一组 母线运行，一 组母线备用， 全部进出线均 接在运行母线 上，即相当于 单母线运行。
② 当两组母线同时工作，并且通过母联断路器并列运行
1. 双母线 2. 双母线分段
( 二) 双母线 3. 双母线（分段）带旁路 4. 3/2 断路器接线 5. 变压器－母线组接线
一、单母线接线及单母线分段接线 ⒈单母线接线 (single bus connection) ⑴接线图
进线
incoming line
出线
outgoing line
单母线接线
(QFC闭合 )，电源与负荷平均分配在两组母线上，即称之 为固定连接方式。(最常采用的运行方式)
③将母联断路器断开，两组母线同时运行，相当于单母线 分段运行。此运行方式有利于限制短路电流。
C.扩建方便 ⑶缺点：
a.增加一组母线和使每回路就需要增加一组母 线隔离开关。 b.当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操 作的电器，容易误操作。